Polscy naukowcy opracowali innowacyjne urządzenie wspomagające skomplikowane zabiegi operacyjne przewodu pokarmowego

24.03.2022

dr inż. Adam Bujnowski, prof. dr hab. inż. Jerzy Wtorek, prof. dr hab. Jacek Zieliński, fot. Marcin Stolarek/GUMed

Zespół naukowców Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego oraz Politechniki Gdańskiej pod kierownictwem prof. Jacka Zielińskiego z Katedry i Kliniki Chirurgii Onkologicznej GUMed opracował prototyp innowacyjnego urządzenia do śródoperacyjnego badania ukrwienia narządów przewodu pokarmowego. Opracowane urządzenie może w znaczący sposób zwiększyć efektywność wykonywanych zabiegów operacyjnych zmniejszając liczbę potencjalnych powikłań pooperacyjnych.
Prace zostały zrealizowany w ramach projektu „Metoda i urządzenie do skojarzonej oceny ukrwienia narządów przewodu pokarmowego”, którego kierownikiem jest prof. Jacek Zieliński z GUMed. Przeznaczone na ten cel fundusze w wysokości 100 tys. zł pochodzą ze środków europejskich przeznaczonych na wsparcie prac badawczo-rozwojowych.

W chirurgii stan ukrwienia tkanek jest podstawowym warunkiem gwarantującym prawidłowe gojenie ran. Zasada ta dotyczy wszystkich rodzajów operacji, ale prawidłowe ukrwienie tkanek ma znaczenie szczególne w chirurgii przewodu pokarmowego oraz w czasie rozległych operacji w zakresie innych okolic ciała.

W przypadku zabiegów w obrębie przewodu pokarmowego narządami o wysokim ryzyku niedokrwienia są: przełyk zespalany z żołądkiem, jelitem cienkim lub jelitem grubym. Kolejne miejsce przewodu pokarmowego, gdzie zachodzi zaburzenie ukrwienia jest kikut odbytnicy oraz koniec jelita cienkiego lub grubego wykorzystywany do zespolenia lub wyłonienia stomii. Tego rodzaju zabiegi bardzo często są wykonywane w leczeniu onkologicznym.

Po dokonaniu resekcji odcinka przewodu pokarmowego jednym z najważniejszych warunków prawidłowego gojenia jest wykonanie zespolenia w zakresie tkanek o prawidłowym ukrwieniu, czyli o prawidłowym dopływie krwi.

W przypadku błędnego oszacowania ukrwienia tkanek i sposobu ich zespolenia, np. jelit, mogą pojawić się komplikacje pooperacyjne, które w swoim najlżejszym stadium wymuszają przeprowadzenie zabiegu korekcyjnego, a w najgorszym mogą prowadzić do poważnych skutków, włączając w to sepsę lub zgon pacjenta. Według danych literaturowych nieszczelności zespoleń szacowane są w zakresie 3-30% przypadków. Operacje, w trakcie których wykonuje się zespolenia w obrębie przewodu pokarmowego, często są istotnym elementem leczenia onkologicznego nowotworów przewodu pokarmowego.
Obecne metody oceny stanu ukrwienia
W chwili obecnej stan ukrwienia tkanek, w tym przewodu pokarmowego, oceniany jest głównie w oparciu o doświadczenie chirurga. W praktyce ocenę stanu ukrwienia badanego fragmentu przewodu pokarmowego przeprowadza się za pomocą dwóch technik: (a) makroskopowej, czyli wzrokowej, (b) palpacyjnej (dotykowej). Jako wspomagającą metodę ukrwienia stosuję się technikę z zastosowaniem zieleni indocyjaninowej, zwanej metodą fluorescencyjną.

– Pomysł stworzenia urządzenia narodził się podczas mojej codziennej pracy w Klinice Chirurgii Onkologicznej Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego. Wszystkie ze stosowanych powszechnie metod oceny ukrwienia tkanek dostarczają informacje obarczone dużą dozą subiektywności, co może mieć wpływ na zwiększenie ryzyka niepowodzenia zabiegu operacyjnego. Uznałem, iż warto podjąć trud stworzenia metody i urządzenia, które z jednej strony przyczyniłoby się do zwiększenia poziomu bezpieczeństwa operowanych pacjentów, a z drugiej strony podniosłoby również komfort pracy chirurga – wyjaśnia prof. Jacek Zieliński.

Profesor Jacek Zieliński w porozumieniu z naukowcami z Katedry Inżynierii Biomedycznej Politechniki Gdańskiej stworzył interdyscyplinarny zespół, którego zadaniem stało się znalezienie skutecznego rozwiązania. Dzięki synergii płynącej z zastosowania praktycznej wiedzy klinicznej z bioinżynierią udało się stworzyć pierwszy na świecie system do skojarzonej oceny ukrwienia przewodu pokarmowego. Zestaw składa się z sondy wyposażonej w szereg czujników pomiarowych oraz elektronicznej jednostki sterującej.

Korzyści wynikające z wykorzystania urządzenia w warunkach operacyjnych
Opracowany zestaw posiada szereg zalet, wśród których najistotniejszymi są niewielki rozmiar, waga oraz poręczność urządzenia. Dzięki temu obsługa urządzenia jest komfortowa i nie wpływa na wydłużenie czasu trwania zabiegu operacyjnego, a jego stosowanie jest bezpieczne dla pacjentów.

Wprowadzenie urządzenia do stosowania podczas zabiegów chirurgicznych może istotnie wpłynąć na zmniejszenie odsetka powikłań pooperacyjnych oraz ilości zabiegów korygujących. Dzięki temu możliwe byłoby obniżenie kosztów leczenia poprzez zmniejszenie liczby wykonywanych reoperacji oraz skrócenie czasu leczenia pacjentów.

Opracowany wynalazek został zgłoszony do ochrony w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej. W 2021 r. przeprowadzone zostały dwa niezależne badania stanu techniki wskazujące, iż obecnie nie jest znane urządzenie medyczne którego zasada działania byłaby podobna do opracowanego wynalazku. Dlatego została podjęta decyzja o zgłoszeniu wynalazku do ochrony międzynarodowej w ramach postępowania PCT.